Flying's new gear

[kekker]

Spennende lesning om bruk av gearkasser i turbofan motorer..
Om illustrasjonen stemmer ser det ut som det er snakk om planetgear, som forsåvidt virker logisk rent mekanisk.. Men som det også skrives i artikkelen, det er noen brutale krefter ute å går.

Ved å gire ned vifta går jo momentet opp, så da er det noen krefter som skal temmes!


Blir uansett spennende å følge med utviklingen.

http://www.economist.com/news/scienc...flyingsnewgear

[kekker]

Og her er det mengder nerdelesning...

http://theflyingengineer.com/flightdeck/pw1100g-gtf/

Sent from my HTC One using Tapatalk

[Dag Johnsen]

Heisan kekker!

Da skal jeg legge til litt mere nerdfakta. Veldig spennende aa see hvordan denne PW1000G utviklingen gaar med geared fan, men dette er ikke noe nytt konsept. TFE731 var geared turbofan utviklet av Garrett tidlig i 70 aarene, og var basert paa kjernen (power section) fra en TSCP700 APU som ble brukt paa DC10 og de tidligere A300. Dette er en robust motor med mange installasjoner som for eksempel Falcon Jet.

Dag

[Bergern]

Hei!
Takk til kekker og Dag_Johnsen.
Jeg elsker sånt som dette
Finnes det andre alternativer for å øke bypass ratio?

Håkon

[kekker]

Herlig nerdeinfo Dag!

Jeg googla litt rundt geared fan og RR, det viser seg at de også drodler med en videreutvikling av dette prosjektet.

Noe som de kaller RR Ultrafan, som altså kombinerer bruken av planetgear (geekallert) og det jeg forstår som variabel pitch på viftebladene...

Det høres ut som en noe innfløkt system og er jo noen år frem i tid (2025), siden det går under "future products", men det er morsomt å se hvor veien går videre, ettersom det kan virke som at man nærmer seg grensen for hva de fysiske lovene tillater at en ordinær turbofan kan gjøre.

Litt flere bilder av Ultrafan.

[kekker]

Enda litt mer nerdeunderholdning fra RR.

I denne PDFen, står det litt om forskjellige motoralternativer, både dagens og fremtidig morro.

[Dag Johnsen]

Hei igjen kekker!

Originally Posted by kekker

Enda litt mer nerdeunderholdning fra RR.

I denne PDFen, står det litt om forskjellige motoralternativer, både dagens og fremtidig morro.

Ja vi hadde Rolls Royce her for et par uker siden for en oppdatering av Trent XWB som vi faar paa de nye A350 flyene, og de viste frem en del nye konsepter, blant annet UltraFan, med geared fan og variable pitch vifteblader, der de kan komme opp i et bypass ratio paa 15:1...

Den andre artikkelen av The Flying Engineer var veldig godt skrevet, og forklarer my av de kompromissene som maa taes i betraktning naar man skal designe en motor for et fly. Problemet, som jeg tror jeg har skrevet her foer, er at paa en 2-spool konsept (N1 og N2) som de fleste motorene i dag ser ut, er viften og lav trykk turbine koblet sammen med en aksel, og maa da selvfoelgelig gaa paa det same turtall, men vifte omdreiningshastigheten er begrenset av hastigheten paa viftebladene, der de kommer opp i supersoniske hastighet ved tuppen, og den kjente "gnage" eller "growl" lyden du hoerer ved takeoff. Lav trykk kompressoren, og ogsaa lavtrykk turbinen som han ikke gikk saa mye inn paa i artikkelen sin, vil gjerne gaa paa et hoeyere turtall for optimal effect, men er begrenset av viften. Klarer du aa decouple viften fra disse med et reduksjonsgir, slik som geared fan, vil disse gaa paa et mere optimalt turtall. Ser du paa et typisk Rolls Royce design, saa loeser de (noe) av disse problemene med 3 spooler, men som nevnt ovenfor er det alltid kompromisser, og 3 spooler kommer med sine egene problemer med vekt, flere lager osv. GE holder seg til aa loese dette problemet med kompliserte aerodynamic design av baade compressor og turbin blader, og bruk av avanserte materialer som CMC (ceramic matrix composites)...

Dag

[kekker]

Originally Posted by Dag Johnsen

Hei igjen kekker!



Ja vi hadde Rolls Royce her for et par uker siden for en oppdatering av Trent XWB som vi faar paa de nye A350 flyene, og de viste frem en del nye konsepter, blant annet UltraFan, med geared fan og variable pitch vifteblader, der de kan komme opp i et bypass ratio paa 15:1...

....
Dag

Skulle likt å være flue på veggen akkurat under det møtet!

Uansett, nok en gang, takk for at du deler slikt, herlig nerdemorro.

[Bergern]

Originally Posted by Dag Johnsen

Hei igjen kekker!



Ja vi hadde Rolls Royce her for et par uker siden for en oppdatering av Trent XWB som vi faar paa de nye A350 flyene, og de viste frem en del nye konsepter, blant annet UltraFan, med geared fan og variable pitch vifteblader, der de kan komme opp i et bypass ratio paa 15:1...

Dag

Hei Dag
Tusen takk for at du pøser på med kunskapen din.
Den nye teknologien er veldig spennende. Hvor stor andel av motorkraftbidraget vil bypassluften ved en 15:1 ratio utgjøre på ulike faser av en flyvning? Hvor vil man evnt kunne spare drivstoff på en sånn ratio? Den skal jo drives rundt, den digre vifta. Ekstra drag blir det vel også?

Håkon

[Dag Johnsen]

Hei igjen Bergern!

Du kan regne ut hvor mye av thrust (F) kommer fra viften, og hvor mye av thrust kommer fra "kjernen" ved forskjellige forhold, men det er en litt komplisert utregning og maa en del data til. I kort saa er bypass ratio (BPR) forholdet mellom massestroemmen (Mdot) av luften som gaar i viften, delt paa massestroemmen av luften som gaar i kjernenn (BPR=Mdot Vifte/Mdot Kjerne).

Thrust (F) ligningen paa en motor er massestroemmen ganger hastighetsforskjellen paa luften foran, ofte referert til som "free stream velocity eller V0 og bak motoren, V vifte og V kjerne; (F= Mdot vifte X V vifte - Mdot vifte X Vo + Mdot kjerne X V kjerne - Mdot kjerne X Vo), og vil variere med hasigheten paa flyet.

Sitter flyet stille, som for eskempel ved takeoff, vil hastighetsforskjellen fra vifte-slipp-luften (V vifte - V0) og kjerne-slipp-luften V kjerne - Vo), ha ett bestemt forhold, og det vil bli et bestemt thrust prosent forhold melom viften og kjernen, men er flyet paa cruise vil hastighetforskjellen mellom hastigheten paa luften foran motoren (V0), og slipp luften fra viften (V vifte) og kjernen (V kjerne) vaere forskjellig, og thrust prosent vil ogsaa variere noe. Husker jeg riktig, og dette var noe jeg leste for flere aar siden saa ikke ta disse tallene til banken, men en RB211-535 har et bypass ratio paa noe under 5:1, og ved takeoff setting var det ca 75% thrust fra viften og 25% fra kjernen, men ved cruise gikk forholdet mellom vifte og kjernen ned, og om det var 65% thrust fra vifen og 35% fra kjernen husker jeg ikke helt, men du forstaar prinsippet, totale hastigheten fra kjernen er stoerre enn viften, og selv om det er mere massestroem i viften blir ikke thrust prosent forholdet helt det samme.

Fordelen med et hoeyt bypass ratio er at du kan faa mere kraft fra kjernen til aa drive viften med lite oekning av fuel flow, og selv om de ikke er saa effective som turboprop, saa begynner de aa naerme seg. en professor jeg hadde paa universitetet i Powerplant beskrev kjernen som en "gas generator" som sin oppgave var aa skape energy til powerturbinen. Problemet med turboprop er at de ikke er saa egnet for stoerre hastigheter, og her kommer high-bypass turbofan inn.

Haaper jeg ikke har mistet dere i forklaringen her, og dette er selvfoelgelig noe forenklet.

Dag

[Bergern]

Wow!
Tusen takk for utfyllende svar
Her må det grubles endel ser jeg. Herlig med mentale utfordringer.

Håkon

[Dag Johnsen]

Hei igjen Bergen!

Forklaring av thrust, eller kraften som driver motoren framover, og da selvfoelgelig flyet motoren er montert paa, er ikke super komplisert, og forklares best av Newton sine lover. Newton sin andre lov er best beskrevet som F=ma, der kraft er masse ganger akselerasjon, og Newton sin tredje lov er beskrevet som Fa=-Fb, der kraften fra object (a) som paavirker object (b) er den samme, men motsatt retning.

...saa kraften fra motoren kommer fra massen av luften som gaar igjennom viften og kjernen, ganger akselererasjonen av denne luften (hastighet forandring over tid), og kraften eller "trykket" fra denne luften vil virke i motsatt retning og drive motoren framover.

Tenker du da paa bypass ratio vil forholdet mellom massen og akselerasjonen av vifte-luften og kjerne-luften bli forskjellig, og forholdet vil ogsaa variere med hastigheten av motoren framover.

Dag

[Someone]

Originally Posted by kekker

Litt flere bilder av Ultrafan.

Rr har nå startet byggingene av den første UltraFan prototypen. Diameteren på viften er 3,556m, mot vel 3,25 på GE90

https://www.aviation24.be/engine-man...trafan-starts/

Rolls-Royce reaches new milestone as world’s largest aero-engine build (the UltraFan®) starts

[Someone]

Da var det levert 1000 fly med PW GTW motorer, fordelt på A320neo, E2 og A220 maskiner. Antall motorer kan jo ganger med 2, samt reservemotorer....og plus de som er "blåst"

https://www.aviationpros.com/engines...-1000-aircraft

Pratt & Whitney recently celebrated the 1,000th aircraft powered by GTF engines, with this milestone aircraft delivered to Sichuan Airlines Co., Ltd. (“Sichuan”). GTF engines power three aircraft families in service today: Airbus A320neo, Airbus A220 and Embraer E-Jets E2.